Багато любителів 3D-друку добре знайомі з довговічними, гнучкими і міцними варіантами пластику. Які з цих матеріалів найкраще призначені для друкування на відкритому повітрі? Чи мають вони стійкість до ультрафіолету, чи слід користувачам враховувати цей факт?

Багато виробів для вулиці, які були створені на 3D-принтері, наприклад, іграшки, інвентар для саду, меблі складаються з поліетилену. Він використовується для заміни деревини в різних конструкціях та устаткуванні. У сфері 3D-друку поліетилен не застосовується, оскільки має досить низьку температуру плавлення і погану адгезію шару. Тому операторам потрібно знайти альтернативу.

Для друку декоративних чи функціональних деталей слід правильно підбирати матеріал. Він повинен виявляти стійкість до різних факторів навколишнього середовища, наприклад, волога, хімікати, холод, спека, сонячне проміння. У цій статті ми розглянемо найкращі полімерні матеріали, з яких можна створювати відбитки для зовнішнього використання. Вони мають протистояти погодним умовам.

Спочатку ми хочемо розібратися, який зовнішній вплив виявляється на полімери. Для пластмас найруйнівнішим чинником є ультрафіолетове випромінювання. Таким чином, у полімері сонце руйнує хімічні зв'язки. Цей процес називається фотодеградація. Це призводить до погіршення фізичних властивостей та зміни зовнішнього вигляду, наприклад, пожовтіння.

Ще на пластик негативно впливає волога. Багато людей вважають, що пластик є водонепроникним матеріалом, але практично полімер поглинає воду. Просто в окремих матеріалів різна швидкість поглинання вологи. Це стає причиною набухання виробу, що призводить до втрати міцності. У результаті порушується зовнішня частина сліду.

Холод та спека є важливими факторами, які необхідно враховувати всім операторам. Більшість варіантів пластику навіть за серйозної спеки не плавиться, але вони здатні розм'якшитися. Це псує вироби, через що виникають проблеми з функціональністю, наприклад, у корпусі, застібці або кронштейні. Ще користувачеві необхідно вирішити питання, як відбиток контактуватиме з різними розчинниками, хімікатами, олією. Сюди відносяться мастила з сильним забрудненням, велосипедне мастило або хімікати для басейну.

У сфері 3D-друку відсутні будь-які полімерні матеріали, які мають відмінну стійкість до ультрафіолету, вологи, тепла та хімікату. Для вирішення поставлених завдань користувачеві необхідно вибирати той матеріал, який максимально підходить для застосування та має певні переваги. Далі ми розглянемо ключові параметри шести найкращих полімерів, вироби з яких можна використовувати на свіжому повітрі.

Зміст:

1. Стійкість різних полімерів до атмосферних явищ
2. PETG. Висновок
3. ASA. Висновок
4. PA 11. Висновок
5. PC. Висновок
6. TPU. Висновок
7. РР. Висновок
8. PLA UV Color Change. Висновок
9. Де можна купити найкращі матеріали для 3D-друку для використання на відкритому повітрі?

Стійкість різних полімерів до атмосферних явищ

Далі ми розглянемо найкращі полімери для 3D-друку. Вироби, що створюються з них, призначені для застосування на відкритому повітрі. На завершення ми розглянемо PLA UV для порівняльного аналізу, оскільки цей матеріал під впливом сонячного світла змінює колір.

Оператори повинні пам'ятати, що далеко не всі нитки мають подібні специфічні властивості. Деякі виробники ниток застосовують спеціальні добавки, які надають їм певного кольору чи інших властивостей. Все це істотно впливає на параметри матеріалу, особливо при вирішенні питань з безпекою харчових продуктів та біосумісністю. Перед використанням кожного матеріалу оператору слід ознайомитись із його специфікацією. Ще потрібно пам'ятати, що існують різні версії матеріалів, наприклад, зі спеціальним захистом від добавок та ультрафіолету.

PETG

PETG – це найпоширеніший матеріал для 3D-друку на відкритому повітрі. Це пов'язано з його високою міцністю, стійкістю до атмосферних явищ та удароміцності. PETG також відрізняється стійкістю до ультрафіолету, тому він менш схильний до руйнування або пожовтіння протягом тривалого впливу сонячного світла. При цьому він не є таким стійким як PC.

Ще у PETG чудова стійкість до хімікатів. Він підходить для застосування на відкритому повітрі, де часто відбувається вплив різних елементів. Термопластичний поліестер, на відміну від термореактивного пластику, здатний деформуватися при підвищеній температурі. Тому його не можна зберігати під впливом прямих сонячних променів, щоб не було деформації.

На ринку можна знайти спеціальну версію PETG, яка відрізняється додатковою стійкістю до ультрафіолету, наприклад Eolas Prints PETG. Зміна цієї нитки дозволяє досягти того, що протягом не менше 5 років колір не буде змінено. Мінус такого матеріалу полягає в тому, що він є небезпечним для харчових продуктів.

Для підвищення міцності та PETG та стійкості до ультрафіолету можна використовувати PETG GF UV. У ньому здійснено армування скловолокном.

Висновок

PETG є найкращим варіантом для друку на відкритому повітрі. У нього найвідповідніші властивості, а також це доступний матеріал, який має багато перероблених версій.

ASA

Цей матеріал спеціально створений для використання у суворих умовах довкілля. Багато користувачів застосовують його для 3D друку виробів зовнішнього застосування. Відбитки, що створюються, не втратять колір або механічні властивості. У матеріалу підвищена стійкість до ультрафіолету, що дозволяє досягти довготривалого та стабільного кольору. В ASA запобігається погіршення якості через тривале перебування під променями сонця.

Ще матеріал здатний зберегти механічні властивості у великому діапазоні температур. Це дозволяє надрукованим виробам протягом усього календарного року знаходитись на відкритому повітрі. Модель не нагріватиметься влітку і замерзатиме взимку. ASA стійкий до розчинників, мастила, хімікатів, тому матеріал можна використовувати для сфери, де буде вплив різних речовин. Деякі суміші ASA відрізняються найкращими механічними властивостями, наприклад, ASA/PVC, ASA/PC.

Висновок

ASA має високі хімічні властивості та створений для застосування на відкритому повітрі. Його єдиний мінус полягає у тому, що матеріал під час друку виділяє потенційно шкідливі пари. Під час друку в ноззлі принтера температура досягає 230 °C. В якості альтернативи 3D-друк із цим матеріалом можна замовити в друкарні.

PA 11

Нейлон PA11 став популярним матеріалом через свою гнучкість, в'язкість та міцність. Це універсальний матеріал для зовнішнього застосування. У PA11 відмінна удароміцність, він здатний витримати вигини, не ламаючись і не розтріскуючись. Його можна використовувати для створення функціональних деталей, які зазнають навантажень. Ще у нейлону хороша хімічна стійкість, він без суттєвого погіршення якості витримує вплив вологи.

Можна виділити різновиди PA, наприклад РА6, РА12. Ще існує PA з кевларового волокна та скловолокна. Ми вирішили сконцентруватися на РА11, оскільки цей матеріал дозволяє досягти кращої стійкості до ультрафіолету. Його створили з відновлюваних рослинних джерел (кліщевина), тому матеріал є полімером біологічного походження. До складу РА12 входять нафтохімічні продукти.

На відкритому повітрі, де буде тривала дія сонячного світла, часто застосовується РА11. Це стосується архітектурних пристроїв, зовнішнього обладнання та автомобільних компонентів. Ще РА11 відрізняється стійкістю до поширених хімікатів: лужні розчини, розчинники, паливо, мастила. Для застосування на відкритому повітрі рекомендується використовувати РА11 із спеціальними добавками, що стабілізують ультрафіолетове випромінювання.

Висновок

Якщо ваше першочергове завдання полягає у досягненні довговічності та міцності виробу на відкритому повітрі, то РА11 буде найкращим варіантом. Особливо це стосується версії, яка армована скловолокном. Даний матеріал буде найкращим варіантом для спортивних інструментів та клямок. Ще його застосовують для виробів, які зазнають впливу хімікатів, наприклад, вихлопні гази.

PC

Полікарбонат є відмінним матеріалом для 3D-друку, коли потрібен максимальний рівень стійкості до ультрафіолету. PC знайшов широке застосування у сфері зовнішнього освітлення.

Полікарбонат став популярним через відмінні механічні властивості:

• стабільні розміри;
• хороша термостійкість;
• ударна в'язкість;
• міцність;
• висока ударостійкість.

Полікарбонат здатний набувати кольору та бути напівпрозорим або повністю непрозорим. Його змішують із різними видами пластику, що дозволяє підвищити удароміцність. Наприклад, з PC-ABS створюються частини дронів та запчастини, для яких потрібна більша міцність, ніж у ABS. На ринку зустрічається PC з добавками, наприклад, з вуглецевими волокнами.

Деякі матеріали РС відрізняються стійкістю до ультрафіолету, але виробники додають до складу додаткові стабілізатори ультрафіолету, щоб підвищити довговічність матеріалів на відкритому повітрі.

Висновок

Полікарбонат є відмінним вибором для стійких до ультрафіолету та міцних деталей, які застосовуються на відкритому повітрі. Особливо це стосується напівпрозорих чи прозорих виробів. Ще PC знайшов широке застосування у виробництві дронів та БПЛА, які піддаються впливу ультрафіолету. Все це дозволяє навіть за високих температур зберігати необхідну жорсткість.

TPU

Даний матеріал буде кращим варіантом, якщо необхідно створити зовнішні гнучкі деталі, наприклад, колеса, з'єднувачі шлангів. Існує термопластичний еластомер (TPE) та термопластичний сополіестер (TPC). У порівнянні з TPU вони відрізняються найкращою термостійкістю.

Важливою перевагою TPU є стійкість до атмосферних впливів. При цьому він не здатний працювати за високих температур. TPU має знижену температуру плавлення, якщо порівняти з іншими матеріалами. Це призводить до деформації вироблених виробів у жарких умовах.

Через ці недоліки не варто TPU списувати з рахунків. Цей полімер має великі можливості налаштування. Виробники адаптували TPU до різних варіантів застосування. Наприклад, BASF Forward AM пропонує Ultrafuse TPU 85A, який відрізняється низькотемпературною гнучкістю, стійкістю до стирання, озону, кисню, жирів, мастила.

Висновок

Багато марок TPU під впливом ультрафіолету та водопоглинання руйнуються. Існують різновиди матеріалу, які здатні витримати вплив навколишнього середовища. Це найкращий варіант, якщо вам потрібна довговічність та гнучкість.

РР

Поліпропілен є універсальним термопластичним полімером. РР став популярним через стійкість до хімікатів та фізичної міцності. При використанні на відкритому повітрі він має високу непроникність та низьке поглинання вологи. Це робить поліпропілен найкращим варіантом для низки зовнішніх проектів, які мають відрізнятися водостійкістю та міцністю. РР використовується в традиційному виробництві садових меблів та лиття під тиск. Це пов'язано з тим, що влітку матеріал відрізняється гнучкістю та міцністю, але в холодну зиму він стає крихким.

Мінус РР пов'язаний з тим, що він не має таких переваг щодо стійкості до ультрафіолету, які є в інших полімерів. Тривалий вплив ультрафіолету призводить до деградації, тому розробники стали додавати до поліпропілену нитки для його блокування.

Важливою особливістю РР стало відмінне співвідношення ваги та міцності. Це найкращий матеріал для створення довговічних та легких виробів, наприклад фітингів, резервуарів для води, труб. У РР висока корозійна стійкість та довговічність, тому матеріал знайшов широке застосування у побуті та промисловості.

Висновок

Поліпропілен чудово показав себе у створенні фонтанів, вентиляції для кондиціювання повітря, з'єднувачів шлангів. Ми рекомендуємо використовувати РР у сантехніці.

PLA UV Color Change

Така нитка має властивості звичайного PLA, які є ідеальними при тривалому використанні на відкритому повітрі. Унікальна особливість даного матеріалу полягає у зміні кольору під впливом ультрафіолету.

PLA UV Color Change фактично поглинає світло, що стає причиною зміни кольору. Якщо відбиток видалити від світла, його колір стане вихідним. На упаковці матеріалу буде вказано, яким кольором стане виріб під впливом сонячних променів. Наприклад, компанія R3D пропонує зміну кольору від білого до синього або жовтого до зеленого.

У нашому рейтингу відсутній звичайний PLA. Це з його низькою термостійкістю. Деформація PLA починається вже за нормальної температури приблизно 40 °C. Якщо ви вирішили працювати з PLA зовні, можете підібрати спеціально розроблений високотемпературний матеріал.

Висновок

Якщо ви хочете створити кумедний проект, то PLA UV Color Change буде найкращим варіантом. Матеріал чудово підійде для пляжних іграшок.

Де можна купити найкращі матеріали для 3D-друку для використання на відкритому повітрі?

В інтернет-магазині Артлайн є всі необхідні 3D пристрої та аксесуари для роботи. Ви можете підібрати відповідні матеріали для друку виробів, які будуть використовуватись на вулиці. Це дозволить вам досягти успіху в роботі.

м. Київ, вул. Кирилівська, 104

• (080) 033-10-06
• (044) 338-10-06
• (066) 356-10-01
• (097) 356-10-01
• (063) 356-10-01

info@artline.ua